Mechaniczna prostota kontra chemiczna precyzja
Australijskim naukowcom udało się opracować metodę, która pozwala odzyskać 98,9% srebra ze zużytych paneli. To ogromny skok w porównaniu z dotychczasowymi 31,7%. Co ciekawe, kluczowym elementem tej technologii nie są zaawansowane związki chemiczne, lecz… zwykłe stalowe kulki.
Metoda opiera się na prostym mechanicznym procesie przesiewania i jest wzmocniona dodatkami przesiewowymi, które są tanie, trwałe i szeroko dostępne – wyjaśnia Yansong Shen, badacz z UNSW
Proces przebiega w trzech etapach. Najpierw panele podgrzewa się do 500 stopni Celsjusza przez godzinę, co eliminuje warstwy polimerowe stanowiące ponad 14% masy modułu. Następnie rozdrobniony materiał trafia do specjalnych sit wyposażonych w kulki stalowe o średnicy od 10 do 15 mm. Odpowiednie parametry przesiewania pozwalają osiągnąć skuteczność separacji na poziomie 96,3%. Znaczenie tej technologii lepiej zrozumiemy, gdy uświadomimy sobie, iż zasoby srebra w kopalniach mogą wyczerpać się do 2240 roku. Już pod koniec tego wieku większość zapotrzebowania przemysłu na ten metal będzie musiała pochodzić z recyklingu. Tymczasem skala odpadów fotowoltaicznych rośnie w zastraszającym tempie: z obecnych 200 tysięcy ton do 200 milionów ton w 2050 roku. W tych zużytych panelach uwięzione są materiały o wartości około 15 miliardów dolarów. Warstwa ogniw fotowoltaicznych stanowi zaledwie 4% masy całego panelu, ale odpowiada za ponad połowę jego wartości. To właśnie tam znajduje się srebro, czyli metal niezbędny dla przewodnictwa elektrycznego w ogniwach słonecznych.
Ekonomia musi się zgadzać
Nowa metoda nie tylko poprawia efektywność odzysku, lecz przede wszystkim czyni cały proces ekonomicznie uzasadnionym. Dobre oddzielenie ogniw od pozostałych komponentów umożliwia również wartościowy odzysk krzemu i innych metali.
Efektywne oddzielanie ogniw fotowoltaicznych od innych komponentów ułatwia wysokowartościowy odzysk krzemu i innych cennych metali, czyniąc to ekonomicznie atrakcyjnym – dodaje Shen
Czytaj też: Oszczędzanie wody i produkcja prądu w jednym. Kalifornia testuje technologię, która zachwyca nawet sceptyków
Badania koncentrowały się na monokrystalicznych panelach krzemowych, które dominują na rynku z udziałem 85-90%. Do chemicznego odzysku srebra wykorzystuje się kwas azotowy – rozwiązanie tanie, skuteczne i łatwo dostępne w skali przemysłowej. Mimo obiecujących wyników, technologia wymaga jeszcze dopracowania pod kątem skalowania. Dotychczasowe testy przeprowadzano na małych próbkach o wymiarach 125 na 250 milimetrów. Przejście do skali przemysłowej będzie wymagało dłuższego czasu przesiewania i większych ilości stalowych kulek. Australijskie odkrycie pojawia się w idealnym momencie. Z jednej strony obserwujemy dynamiczny rozwój energetyki słonecznej, z drugiej: zbliża się fala paneli pierwszej generacji, które wkrótce będą wymagały utylizacji. Skuteczny recykling mógłby zamknąć obieg materiałów w tej branży i odciążyć wyczerpujące się złoża metali szlachetnych.